对运行的叶片进行振动特性校核,其固有颇率及振型可通过实测确定。叶片静频测量常用方法有自振法和共振法。叶片振动强度安全准则的基本思想,就是保证叶片振动的动应力幅值小于叶片材料耐振强度(复合疲劳强度),并有一定的安全裕量。叶片动态振动测量,在电厂中对运行机组用无线电遥测技术测量叶片动频率和动应力。汽轮机叶片报动强度安全准则判别汽轮机叶片工作中抗振安全性的设计和考核依据。叶片振动强度
叶片振动
对运行的叶片进行振动特性校核,其固有颇率及振型可通过实测确定。叶片静频测量常用方法有自振法和共振法。叶片振动强度安全准则的基本思想,就是保证叶片振动的动应力幅值小于叶片材料耐振强度(复合疲劳强度),并有一定的安全裕量。叶片动态振动测量,在电厂中对运行机组用无线电遥测技术测量叶片动频率和动应力。汽轮机叶片报动强度安全准则判别汽轮机叶片工作中抗振安全性的设计和考核依据。叶片振动强度安全准则的基本思想,就是保证叶片振动的动应力幅值小于叶片材料耐振强度(复合疲劳强度),并有一定的安全裕量。但一般情况下动应力幅值与叶片蒸汽弯应力有密切关系。因此通过大量的统计分析,用经修正后的材料耐振强度和蒸汽弯应力之比作为叶片振动强。
高速旋转叶片振动实时监测技术是电力工业、能源工业、航空、航运业亟待解决的难题,传统的接触式测量方法很难做到同时监测同级的所有叶片的振动情况,因此国外一直在致力研究一种非接触式旋转叶片振动测量新技术—叶端定时测量技术。
即叶端定时传感器、高速脉冲信号采集及预处理、叶端定时测量数据的分析处理。,获取三轴的加速度情况,并对振动位移分量进行合成以获取加速度矢量,通过已有信息得出叶片振动大小和方向,进而判断风机是否存在故障。设计开发了适应高速实时监测要求的全光纤叶端定时传感器,所研制的叶端定时传感器具有抗电磁干扰能力强、频宽优于100MHz,测量距离达到0.5mm 的特点。设计了基于固定频率脉冲填充法计数的高速脉冲信号采集及预处理电路,实现定时时间测量。
影响叶片振动特性的主要因素影响叶片振动特性的主要因素有材料特性、结构参数和叶片连接条件。材料特性主要包括:弹性模量、密度、泊松比。我国沿岸很多地方风能资源丰富,风能发展潜力巨大,具备很好的开发前景,通过在这些地点建立风电机组可以充分利用这些能源,创造巨大的经济价值。结构参数主要包括:叶片型线、叶根型线、叶片空间几何尺寸、拉筋、围带形式。连接条件主要包括:叶根与叶轮连接条件、拉筋与叶片的连接方式、围带与叶片的连接方式。当叶片材料选定后,结构参数决定了叶片的刚度和质量,它对叶片的振动特性起主导作用;连接条件则改变了叶片的整体刚性、质量。
在风力发电机运行过程中,其相关振动信号能够有效反映设备部件运行状况, 并承载着设备故障信息。基于叶尖定时原理,传感器安装于静止机匣上,感受叶片扫过的信号,经信调模块、采集模块及软件算法处理后可还原叶片的实时振动位移、频率、振幅等信息,为转子叶片振动特性验证、动应力安全监控、叶片疲劳和故障诊断提供直接有效数据。为此,利用相应技术对风机振动信号进行有效检测和分析, 将其数据作为设备健康状况的判断依据,就能实现风机叶片故障的有效预测。风机叶片工作中的振动频率一般在0.2Hz 以上,对比位移、速度和加速度,其中加速度信号幅值较大,表明可以充分利用加速度信号作为测量和处理对象。
利用加速度传感器对风机叶片加速度值进行测量,可有效掌握风机叶片的振动程度。其原理如下:首先,对加速度进行积分处理,获得速度信号v,从而掌握风机叶片振动频率;其次,对速度信号进行再积分,掌握风机叶片的振动位移s, 进而对风机叶片振动幅度进行有效掌握;获取三轴的加速度情况,并对振动位移分量进行合成以获取加速度矢量,通过已有信息得出叶片振动大小和方向,进而判断风机是否存在故障。汽轮机叶片报动强度安全准则判别汽轮机叶片工作中抗振安全性的设计和考核依据。
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